[发明专利]一种内置预加工半连续钢筋笼的钢管混凝土柱及施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢管混凝土柱及其施工方法，特别是一种内置预加工半连续钢筋笼的钢管混凝土柱及施工方法。

背景技术

随着城市建筑物规模不断的增加和抗震技术的要求，钢管混凝土结构应用越多，常用的钢管混凝土结构为外包钢管，内浇筑混凝土的方式，但是此构造形式存在一些问题，比如混凝土存在收缩和徐变的问题，尤其对大尺寸钢管混凝土，内部体积较大的混凝土在收缩之后，与钢管存在微裂缝，这样可能导致混凝土和钢管无法同时受力，达到预定的受力效果。

为解决上述问题，也出现一种大截面钢管混凝土柱如图1所示，其构造形式包括外包钢管1围合成的钢筒，核心区放置连续的钢筋笼，连续的钢筋笼由通长的纵向钢筋4和小箍筋3焊接形成，连续的钢筋笼和钢筒之间的分散放置连续纵向钢筋11，内浇筑钢筋混凝土的方式，此结构形式在一定程度上增强了限制了混凝土的收缩，增加了外钢管和内混凝土的整体性，由于钢筋的设置增加了钢管混凝土柱的韧性在一定程度上提高了其抗震性能，此结构形式适用于柱截面尺寸较大的情况。

上述结构在具体实施过程中，存在如下问题：从结构受力角度，上述结构形式由于只有核心区有横向约束的箍筋，大面积的混凝土无约束的横向箍筋，在外部荷载作用下，其中部首先破坏，如图2所示，从图中可以看到在外荷载F作用下，变形曲线一12中部的曲率非常大，出现凸肚现象。那为何不给大面积的混凝土也增加横向约束，提高其抗压强度呢，其根源在于，大截面钢管混凝土柱钢筋部分的施工需要进入钢管内，工人进入钢管内施工空间狭小，作业时间长，而且施工现场往往为多工种交叉作业很容易发生事故。因此，在现有的大截面钢管混凝土柱的离散分布的连续钢筋施加横向约束在现场无法实施。

发明内容

本发明的目的是提供一种内置预加工半连续钢筋笼的钢管混凝土柱及施工方法，要解决的技术问题是增强现有的大截面钢管混凝土柱的抗压强度，提高其承载力并降低其施工难度，提高施工效率和施工安全性的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种内置预加工半连续钢筋笼的钢管混凝土柱，包括混凝土、内部预制有断续钢筋笼的钢筒和连续钢筋笼；所述内部预制有断续钢筋笼的钢筒由断续钢筋笼、巨型钢筒和拉结件组成的整体；所述巨型钢筒内部被纵向竖隔板和横向竖隔板分隔成若干个腔体，每个腔体内沿高度方向间隔设置有横向分隔板，所述断续钢筋笼位于相邻横向分隔板之间，其通过拉结件与巨型钢筒内壁连接成整体；所述连续钢筋笼沿腔体长度通长设置，所述横向分隔板中部有供连续钢筋笼穿过的孔洞。

进一步地，所述横向分隔板是具有中心孔洞的整体件或以钢筒中心为中心放射状分布的多个独立件。

进一步地，所述外包钢板、纵向竖隔板或横向竖隔板表面焊接有栓钉。

进一步地，所述横向分隔板在同一位置设置至少一层。

进一步地，所述横向分隔板沿所述腔体高度方向的设置间距为0.2m～30m。

进一步地，所述拉结件为直的短钢筋、端部带弯头的短钢筋、钢垫块或者卡子。

优选地，所述巨型钢筒和/或所述腔体的横断面为圆形、多边形或十字形。

一种上述内置预加工半连续钢筋笼的钢管混凝土柱的施工方法，其步骤如下：

步骤一，将外包钢板、纵向竖隔板和横向竖隔板、横向分隔板焊接形成多个巨型钢筒；

步骤二，将大箍筋、非通长的纵向钢筋焊接形成断续钢筋笼；同时将通长的纵向钢筋和小箍筋焊接形成连续钢筋笼；

步骤三，将断续钢筋笼放入巨型钢筒，并与巨型钢筒内壁焊接形成整体；

步骤四，形成不同长度规格的多个巨型钢筒标准节；

步骤五，将多个巨型钢筒标准节及连续钢筋笼运送至施工现场，并在现场将巨型钢筒标准节拼合成内部预制有断续钢筋笼的钢筒，然后内部预制有断续钢筋笼的钢筒续接成整根柱子；

步骤六，将连续钢筋笼吊入柱子的中空部分；

步骤七，浇筑混凝土，使混凝土、连续钢筋笼、断续钢筋笼及腔体形成整体。

进一步地，所述断续或连续钢筋笼的焊接也可在内部预制有断续钢筋笼的钢筒运送至现场后焊接，此时相应省略连续钢筋笼运送环节。

进一步地，所述步骤三中，将断续钢筋笼与腔体内壁焊接时，预先在腔体内壁间隔焊接拉结件。

优选地，所述步骤一中，将外包钢板、纵向竖隔板和横向竖隔板、横向分隔板焊接形成多个巨型钢筒时，预先在钢板表面焊接栓钉。

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：